FR3048909A1 - ROTARY CUTTING TOOL WITH INTEGRATED THICKNESS SENSOR - Google Patents
ROTARY CUTTING TOOL WITH INTEGRATED THICKNESS SENSOR Download PDFInfo
- Publication number
- FR3048909A1 FR3048909A1 FR1652180A FR1652180A FR3048909A1 FR 3048909 A1 FR3048909 A1 FR 3048909A1 FR 1652180 A FR1652180 A FR 1652180A FR 1652180 A FR1652180 A FR 1652180A FR 3048909 A1 FR3048909 A1 FR 3048909A1
- Authority
- FR
- France
- Prior art keywords
- machining
- sensor
- panel
- tool
- tool holder
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
- 238000005520 cutting process Methods 0.000 title description 5
- 238000003754 machining Methods 0.000 claims abstract description 111
- 239000012530 fluid Substances 0.000 claims description 11
- 238000005259 measurement Methods 0.000 claims description 11
- 238000012545 processing Methods 0.000 claims description 10
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 8
- 230000008878 coupling Effects 0.000 claims description 5
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 claims description 5
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 claims description 5
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 claims description 2
- 238000002604 ultrasonography Methods 0.000 claims description 2
- 239000002173 cutting fluid Substances 0.000 description 12
- 230000002262 irrigation Effects 0.000 description 9
- 238000003973 irrigation Methods 0.000 description 9
- 239000000463 material Substances 0.000 description 8
- 230000001133 acceleration Effects 0.000 description 1
- 230000006978 adaptation Effects 0.000 description 1
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 1
- 238000012937 correction Methods 0.000 description 1
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 1
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 description 1
- 238000005553 drilling Methods 0.000 description 1
- 238000000227 grinding Methods 0.000 description 1
- 230000010354 integration Effects 0.000 description 1
- 238000002955 isolation Methods 0.000 description 1
- 238000003801 milling Methods 0.000 description 1
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 description 1
- 238000011144 upstream manufacturing Methods 0.000 description 1
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23Q—DETAILS, COMPONENTS, OR ACCESSORIES FOR MACHINE TOOLS, e.g. ARRANGEMENTS FOR COPYING OR CONTROLLING; MACHINE TOOLS IN GENERAL CHARACTERISED BY THE CONSTRUCTION OF PARTICULAR DETAILS OR COMPONENTS; COMBINATIONS OR ASSOCIATIONS OF METAL-WORKING MACHINES, NOT DIRECTED TO A PARTICULAR RESULT
- B23Q17/00—Arrangements for observing, indicating or measuring on machine tools
- B23Q17/22—Arrangements for observing, indicating or measuring on machine tools for indicating or measuring existing or desired position of tool or work
- B23Q17/2233—Arrangements for observing, indicating or measuring on machine tools for indicating or measuring existing or desired position of tool or work for adjusting the tool relative to the workpiece
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23Q—DETAILS, COMPONENTS, OR ACCESSORIES FOR MACHINE TOOLS, e.g. ARRANGEMENTS FOR COPYING OR CONTROLLING; MACHINE TOOLS IN GENERAL CHARACTERISED BY THE CONSTRUCTION OF PARTICULAR DETAILS OR COMPONENTS; COMBINATIONS OR ASSOCIATIONS OF METAL-WORKING MACHINES, NOT DIRECTED TO A PARTICULAR RESULT
- B23Q17/00—Arrangements for observing, indicating or measuring on machine tools
- B23Q17/20—Arrangements for observing, indicating or measuring on machine tools for indicating or measuring workpiece characteristics, e.g. contour, dimension, hardness
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01B—MEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
- G01B17/00—Measuring arrangements characterised by the use of infrasonic, sonic or ultrasonic vibrations
- G01B17/02—Measuring arrangements characterised by the use of infrasonic, sonic or ultrasonic vibrations for measuring thickness
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Drilling And Boring (AREA)
Abstract
Dispositif d'usinage pour usiner au moins un panneau (7), comprenant : - un support d'outil ayant une face (32) destinée à être placée en vis-à-vis du panneau et comportant au moins une ouverture (31), et - un outil d'usinage (4) monté rotatif sur le support d'outil autour d'un axe (A). Le dispositif comprend en outre un capteur (5) au moins en partie logé dans le support d'outil, le capteur ayant un champ de capture (C) passant par ladite ouverture pour mesurer au moins un paramètre relatif au panneau.Machining device for machining at least one panel (7), comprising: - a tool holder having a face (32) intended to be placed opposite the panel and having at least one opening (31), and - a machining tool (4) rotatably mounted on the tool support around an axis (A). The device further comprises a sensor (5) at least partially housed in the tool holder, the sensor having a capture field (C) passing through said aperture for measuring at least one parameter relating to the panel.
Description
Outil coupant rotatif à capteur d’épaisseur intégré L’invention concerne le domaine technique des machines à broche rotative pour l’usinage des flancs de panneaux, tel que, par exemple les panneaux de fuselages d’avions. Un domaine particulier concerné est l’usinage de poches d’allègement des tôles aluminium courbes servant de peau en aéronautique, sur lesquelles une précision de l’épaisseur de la matière restante ne peut pas être obtenue directement par la géométrie des axes machines, mais par une correction issue d’une mesure extérieure en temps réel.The invention relates to the technical field of rotary spindle machines for machining panel flanks, such as, for example, aircraft fuselage panels. One particular area concerned is the machining of lightening pockets of curved aluminum sheets serving as skin in aeronautics, on which a precision of the thickness of the remaining material can not be obtained directly by the geometry of the machine axes, but by a correction resulting from an external measurement in real time.
Dans ce domaine technique, on connaît FR2861325 qui propose un procédé d’usinage d’un panneau mettant en oeuvre un outil d’usinage d’un côté du panneau et un élément de maintien au niveau de la zone d’appui de l’outil d’usinage sur l’autre face. L'épaisseur résiduelle est alors déterminée par la distance entre l'extrémité de l'outil d’usinage et l'élément de maintien. Un inconvénient de cette technique est l’obligation d’avoir les deux faces du panneau disponibles et donc de la maintenir par les bords. Un autre inconvénient de cette technique réside dans l’obligation de mettre en place deux systèmes mécaniques coûteux de part et d’autre du panneau, qui doivent réaliser des déplacements rapides avec de fortes accélérations.In this technical field, FR2861325 is known which proposes a method of machining a panel using a machining tool on one side of the panel and a holding element at the support zone of the tool. machining on the other side. The residual thickness is then determined by the distance between the end of the machining tool and the holding member. A disadvantage of this technique is the requirement to have both sides of the panel available and thus to maintain it by the edges. Another disadvantage of this technique lies in the obligation to set up two expensive mechanical systems on either side of the panel, which must make rapid movements with high accelerations.
Une autre technique connue est l’utilisation d’un capteur de mesure situé à côté de l’outil d’usinage et qui corrige en permanence la distance entre le bout de l’outil de coupe et la face brute avant usinage du panneau. Un inconvénient majeur est que le capteur n’est pas dans l’axe de l’outil et la mesure est donc recalculée pour compenser ce décalage. Cette compensation est très difficile, voire impossible, dans le cas de l’usinage de panneaux incurvés. De plus, il existe un risque de pollution de la mesure, car des copeaux créés lors des passes d’usinages précédentes peuvent se retrouver devant le capteur, ce qui fausse la mesure.Another known technique is the use of a measuring sensor located next to the machining tool and which permanently corrects the distance between the tip of the cutting tool and the rough face before machining the panel. A major disadvantage is that the sensor is not in the axis of the tool and the measurement is recalculated to compensate for this shift. This compensation is very difficult, if not impossible, in the case of machining curved panels. In addition, there is a risk of pollution measurement because chips created during previous machining passes can be found in front of the sensor, which distorts the measurement.
Ainsi, un but de l’invention est de fournir un dispositif d’usinage permettant d’assurer divers usinages, notamment des usinages par enlèvement de matière, tout en préservant la qualité des panneaux ou des produits usinés, et en garantissant une bonne mesure pendant l’usinage au bout de l’outil d’usinage rotatif. A cet effet, l’invention concerne un dispositif d’usinage pour usiner au moins un panneau, comprenant : - un support d’outil ayant une face destinée à être placée en vis-à-vis du panneau et comportant au moins une ouverture, - un outil d’usinage monté rotatif sur le support d’outil autour d’un axe, et - un capteur au moins en partie logé dans le support d’outil, le capteur ayant un champ de capture passant par ladite ouverture pour mesurer au moins un paramètre relatif au panneau.Thus, an object of the invention is to provide a machining device to ensure various machining, including machining by removal of material, while preserving the quality of panels or machined products, and ensuring a good measure during machining at the end of the rotary machining tool. To this end, the invention relates to a machining device for machining at least one panel, comprising: - a tool support having a face intended to be placed opposite the panel and having at least one opening, a machining tool rotatably mounted on the tool support around an axis, and a sensor at least partially housed in the tool support, the sensor having a capture field passing through said opening to measure the minus one parameter relative to the panel.
Ainsi, le dispositif d’usinage selon l’invention intègre un capteur centré par rapport à l’outil d’usinage permettant d’usiner des pièces en s’assurant que les caractéristiques d’usinage sont bien respectées. Ce système laisse libre la face arrière du panneau pour assurer une bonne tenue et une absence de vibration lors de l’usinage. Avantageusement, le fluide de coupe, qui sert habituellement à refroidir l’outil d’usinage et la matière usinée ou à éliminer les copeaux d’usinage, assure également un rôle de couplant dans le cas de capteur du type ultra-sons.Thus, the machining device according to the invention integrates a sensor centered with respect to the machining tool for machining parts by ensuring that the machining characteristics are well respected. This system leaves the back of the panel free to ensure a good hold and a lack of vibration during machining. Advantageously, the cutting fluid, which is usually used to cool the machining tool and the machined material or to eliminate machining chips, also acts as a coupler in the case of an ultrasonic type sensor.
Dans une forme préférée de mise en œuvre du dispositif d'usinage selon l'invention, l'outil d'usinage est adapté pour réaliser un usinage par enlèvement de matière et est entraîné en rotation sur lui-même à très grande vitesse de l’ordre de 15000 à 35000 tours par minute.In a preferred embodiment of the machining device according to the invention, the machining tool is adapted to perform machining by material removal and is rotated on itself at very high speed of the order of 15000 to 35000 revolutions per minute.
Selon des modes particuliers de réalisation, le dispositif d’usinage comprend l’une ou plusieurs des caractéristiques suivantes, prise(s) isolément ou selon toutes les combinaisons techniquement possibles : - le support d’outil comprend une broche, et un porte-outil monté de manière amovible rotatif autour de l’axe sur la broche, le capteur étant solidaire du porte-outil en rotation autour de l’axe, et de préférence rigidement fixé sur le porte-outil ; - le support d’outil comprend une broche, et un porte-outil monté de manière amovible rotatif autour de l’axe sur la broche, le capteur étant fixe par rapport au support d’outil pendant l’usinage ; - le dispositif comprend en outre une unité de commande et des moyens de déplacement de l’outil d’usinage par rapport au panneau, l’unité de commande étant reliée au capteur et apte à recevoir au moins ledit paramètre en provenance du capteur ; - le dispositif comprend en outre une antenne, et une unité de traitement de signal connectée à l’unité de commande, le capteur étant relié à l’antenne, l’antenne étant apte à transmettre au moins ledit paramètre mesuré à l’unité de traitement de signal ; - le capteur est adapté pour mesurer une épaisseur du panneau ; - le capteur est adapté pour mesurer une distance entre l’outil d’usinage et le panneau ; - le capteur est adapté pour émettre des ultra-sons ou une onde électromagnétique pour mesurer ledit paramètre ; - le dispositif est adapté pour acheminer un fluide à travers le support d’outil, au moins une partie du fluide sortant par l’ouverture et étant par exemple destinée à servir de fluide couplant pour le capteur. L’invention a également pour objet un procédé d’usinage utilisant un dispositif d’usinage tel que défini ci-dessus pour usiner au moins un panneau, le procédé comprenant les étapes suivantes : - positionnement de l’outil d’usinage par rapport au panneau, - mesure du paramètre par le capteur, - transmission du paramètre mesuré à une unité de commande du dispositif d’usinage, et - usinage du panneau, l’usinage prenant en compte le paramètre mesuré, par exemple en modifiant ou en poursuivant un plan d’usinage prédéterminé du panneau.According to particular embodiments, the machining device comprises one or more of the following characteristics, taken in isolation or in any technically possible combination: the tool support comprises a spindle, and a tool holder detachably mounted rotatably about the axis on the spindle, the sensor being secured to the tool holder in rotation about the axis, and preferably rigidly fixed to the tool holder; - The tool holder comprises a spindle, and a tool holder removably mounted rotatably about the axis on the spindle, the sensor being fixed relative to the tool holder during machining; - The device further comprises a control unit and moving means of the machining tool relative to the panel, the control unit being connected to the sensor and adapted to receive at least said parameter from the sensor; the device further comprises an antenna, and a signal processing unit connected to the control unit, the sensor being connected to the antenna, the antenna being able to transmit at least said measured parameter to the unit of Signal processing ; the sensor is adapted to measure a thickness of the panel; the sensor is adapted to measure a distance between the machining tool and the panel; the sensor is adapted to emit ultrasound or an electromagnetic wave to measure said parameter; - The device is adapted to convey a fluid through the tool holder, at least a portion of the fluid exiting through the opening and being for example intended to serve as coupling fluid for the sensor. The invention also relates to a machining method using a machining device as defined above for machining at least one panel, the method comprising the following steps: positioning of the machining tool with respect to panel, - measurement of the parameter by the sensor, - transmission of the measured parameter to a control unit of the machining device, and - machining of the panel, the machining taking into account the parameter measured, for example by modifying or continuing a predetermined machining plane of the panel.
Les caractéristiques et avantages de l’invention apparaîtront à la lecture de la description qui va suivre, donnée uniquement à titre d’exemple, et non limitative, en référence aux dessins annexés, sur lesquels : - la figure 1 est une représentation schématique d’une machine d’usinage intégrant un dispositif d’usinage selon l’invention ; - la figure 2 est une coupe en perspective du dispositif d’usinage représenté sur la figure 1 ; - la figure 3 est une coupe du dispositif d’usinage représenté sur les figures 1 et 2 ; - la figure 4 est une coupe en perspective d’un deuxième mode de réalisation d’un dispositif d’usinage selon l’invention ; et - la figure 5 est une coupe du dispositif d’usinage représenté sur la figure 4.The features and advantages of the invention will appear on reading the description which follows, given solely by way of example, and not by way of limitation, with reference to the appended drawings, in which: FIG. 1 is a diagrammatic representation of a machining machine incorporating a machining device according to the invention; - Figure 2 is a perspective section of the machining device shown in Figure 1; - Figure 3 is a section of the machining device shown in Figures 1 and 2; - Figure 4 is a perspective section of a second embodiment of a machining device according to the invention; and - Figure 5 is a section of the machining device shown in Figure 4.
Les exemples de réalisation et de mise en œuvre de l’invention donnés dans la présente description concernent le secteur de l’usinage de panneaux de fuselage d’avion mais ne sont en rien limitatifs puisque l’invention peut s’appliquer à tous les secteurs nécessitant l’usinage de pièce.The examples of embodiment and implementation of the invention given in the present description relate to the sector of the machining of aircraft fuselage panels but are in no way limiting since the invention can be applied to all sectors requiring part machining.
La figure 1 représente une machine d’usinage 100 comprenant un dispositif d’usinage 1 permettant d’usiner, par enlèvement de matière, un panneau 7.FIG. 1 represents a machining machine 100 comprising a machining device 1 making it possible to machine, by removal of material, a panel 7.
Le dispositif d’usinage 1 dispose d’un support d’outil 11 comprenant une broche 2 dans un carter 21, généralement une électro-broche, et un porte-outil 3. Le porte-outil 3 porte un outil d’usinage 4 (figure 2).The machining device 1 has a tool support 11 comprising a spindle 2 in a housing 21, generally an electro-spindle, and a tool-holder 3. The tool-holder 3 carries a machining tool 4 ( Figure 2).
Le panneau 7 est posé et maintenu sur un support 71 de bridage ou de tenue qui garantit la rigidité du panneau 7 lors de l’usinage.The panel 7 is placed and held on a support 71 for clamping or holding which guarantees the rigidity of the panel 7 during machining.
La broche 2 fait tourner le porte-outil 3 à vitesse élevée, de sorte que l’outil d’usinage 4 retire de la matière sur le panneau 7 lorsqu’il est au contact de ce dernier.The spindle 2 rotates the tool holder 3 at high speed, so that the machining tool 4 removes material from the panel 7 when in contact with the latter.
Dans les exemples décrits ici, le porte-outil 3 et l’outil d’usinage 4 sont deux éléments distincts, mais forment un seul et même élément en variante (non représentée). Toutefois, d’un point de vue pratique et économique, il est souvent préférable d’avoir deux éléments séparés pour avoir à effectuer que des remplacements de l’outil d’usinage 4 qui est un consommable.In the examples described here, the tool holder 3 and the machining tool 4 are two distinct elements, but form one and the same alternative element (not shown). However, from a practical and economical point of view, it is often preferable to have two separate elements for having to perform only replacements of the machining tool 4 which is a consumable.
Pour faciliter l’usinage, un fluide F dit de coupe est par exemple projeté sur la surface à usiner du panneau 7. Pour permettre une irrigation ciblée de la zone d’usinage, le fluide F traverse le porte-outil 3 par un canal 61 après avoir été acheminé à travers la broche 2 par un conduit d’irrigation 6.To facilitate machining, a so-called cutting fluid F is for example projected onto the surface to be machined of the panel 7. To allow targeted irrigation of the machining area, the fluid F passes through the tool holder 3 via a channel 61 after being conveyed through pin 2 by an irrigation duct 6.
La machine 100 comprend une unité de commande 101 qui est connectée à une unité de traitement de signal 103 ou qui, en variante (non représentée), comprend ce module de traitement de signal 103. L’unité de commande 101 pilote des moyens de déplacement 102 de l’outil d’usinage 4 par rapport au panneau 7, c’est-à-dire par rapport à un repère local non représenté.The machine 100 comprises a control unit 101 which is connected to a signal processing unit 103 or which alternatively (not shown) comprises this signal processing module 103. The control unit 101 drives the moving means 102 of the machining tool 4 relative to the panel 7, that is to say with respect to a local coordinate system not shown.
Comme visible sur la figure 2, le porte-outil 3 et l’outil d’usinage 4 sont montés rotatifs par rapport à la broche 2 autour d’un axe A. Le porte-outil 3 contient un capteur 5 centré sur l’axe A.As can be seen in FIG. 2, the toolholder 3 and the machining tool 4 are rotatably mounted relative to the spindle 2 about an axis A. The toolholder 3 contains a sensor 5 centered on the axis AT.
Le capteur 5 et le porte-outil 3 sont concentriques, au sens où leurs centres de rotation respectifs sont situés sur l’axe A. Le capteur 5 est relié à une antenne 51 permettant de communiquer avec l’unité de traitement de signal 103.The sensor 5 and the toolholder 3 are concentric, in the sense that their respective centers of rotation are located on the axis A. The sensor 5 is connected to an antenna 51 making it possible to communicate with the signal processing unit 103.
Le porte-outil 3 présente une face 32, par exemple inférieure, destinée à être placée en vis-à-vis du panneau 7 à usiner.The tool holder 3 has a face 32, for example lower, intended to be placed vis-a-vis the panel 7 to be machined.
Cette face 32 comprend au moins une ouverture 31 (figure 3).This face 32 comprises at least one opening 31 (FIG. 3).
Une tête 52 du capteur 5 possède un champ de capture C passant par la fenêtre 31 et s’étendant jusqu’au le panneau 7. Le champ de capture C est une zone dans laquelle le capteur 5 est apte à réaliser une détection ou une mesure. Dans l’exemple représenté, le champ de capture C est de forme sensiblement tronconique.A head 52 of the sensor 5 has a capture field C passing through the window 31 and extending to the panel 7. The capture field C is an area in which the sensor 5 is able to carry out a detection or a measurement . In the example shown, the capture field C is of substantially frustoconical shape.
De manière préférentielle, l’ouverture 31 est traversée par l’axe A.Preferably, the opening 31 is traversed by the axis A.
Le porte-outil 3 comporte un canal 61 d’irrigation transférant du fluide F de coupe de sa face supérieure à sa face inférieure 32.The tool holder 3 comprises an irrigation channel 61 transferring cutting fluid F from its upper face to its lower face 32.
Le canal 61 d’irrigation débouche dans l’ouverture 31. Il est alimenté par le conduit d’irrigation 6 passant dans la broche 2. Lorsqu’on connecte le porte-outil 3 à la broche 2 avec un système d’attache (non représenté), par exemple une attache rapide, le conduit 6 d’irrigation est connecté fluidiquement au canal 61 d’irrigation. Le fluide F de coupe s’écoule à travers l’ouverture 31 sous la face 32 du porte-outil 3. Lors de l’usinage, le fluide F de coupe arrose le panneau 7 pour refroidir le panneau et l’outil d’usinage 4, et sert également de fluide couplant si le capteur 5 est à ultra-sons.The irrigation channel 61 opens into the opening 31. It is fed by the irrigation duct 6 passing through the spindle 2. When the toolholder 3 is connected to the spindle 2 with an attachment system (no shown), for example a quick coupler, the irrigation conduit 6 is fluidly connected to the irrigation channel 61. The cutting fluid F flows through the opening 31 under the face 32 of the tool holder 3. During machining, the cutting fluid F sprinkles the panel 7 to cool the panel and the machining tool. 4, and also serves as coupling fluid if the sensor 5 is ultrasonic.
Dans l’exemple de réalisation représenté sur les figures 2 et 3, le capteur 5 comprend l’électronique 54 nécessaire à son fonctionnement et est avantageusement sans fil. Les informations ou paramètres de mesure sont envoyées sans fil par l’antenne 51 à l’unité de traitement de signal 103 apte à recevoir des signaux émis par l’antenne 51. Cette disposition du capteur 5 au cœur du porte-outil 3 permet d’éviter les problèmes de balourds lorsque l’outil d’usinage 4 tourne à haute vitesse. De plus, la tête 52 du capteur 5 mesure au plus près de l’outil d’usinage 4 afin d’avoir une mesure très fiable du paramètre mesuré au niveau de la zone usinée. L’outil d’usinage 4 tourne autour de l’axe A avec le capteur 5.In the exemplary embodiment shown in FIGS. 2 and 3, the sensor 5 comprises the electronics 54 necessary for its operation and is advantageously wireless. The information or measurement parameters are sent wirelessly by the antenna 51 to the signal processing unit 103 able to receive signals transmitted by the antenna 51. This arrangement of the sensor 5 at the heart of the tool holder 3 allows avoid unbalance problems when the machining tool 4 is rotating at high speed. In addition, the head 52 of the sensor 5 measures closer to the machining tool 4 in order to have a very reliable measurement of the parameter measured at the machined area. The machining tool 4 rotates about the axis A with the sensor 5.
Cette configuration permet de pouvoir changer rapidement et facilement un porte-outil 3 sur la broche 2. L’intégration du système de captation dans le porte-outil 3 évite une adaptation très complexe de la broche 2.This configuration makes it possible to quickly and easily change a tool holder 3 on the spindle 2. The integration of the capture system in the tool holder 3 avoids a very complex adaptation of the spindle 2.
La figure 4 représente un deuxième mode de réalisation du dispositif d’usinage selon l’invention. Seules les différences avec le dispositif d’usinage décrit ci-dessus en référence aux figures 1 à 3 seront décrites en détail ci-après, en référence aux figures 4 et 5.FIG. 4 represents a second embodiment of the machining device according to the invention. Only the differences with the machining device described above with reference to FIGS. 1 to 3 will be described in detail below, with reference to FIGS. 4 and 5.
Dans cet exemple, le capteur 5 n’est pas solidaire du porte-outil 3 en rotation autour de l’axe A. Le capteur 5 est centré sur l’axe A et fixé rigidement au support d’outil 11 en amont de la broche 2, par l’intermédiaire d’une tige support 53. Le capteur 5 est donc fixe par rapport au porte-outil 3 et à la broche 2.In this example, the sensor 5 is not integral with the tool holder 3 in rotation about the axis A. The sensor 5 is centered on the axis A and rigidly fixed to the tool support 11 upstream of the spindle 2, via a support rod 53. The sensor 5 is fixed with respect to the tool holder 3 and the pin 2.
La tige support 53 permet de connecter le capteur 5 à son électronique 54 en laissant passer des câbles de connexion (non représentés), et à l’unité de traitement de signal 103. Dans cette configuration, le porte-outil 3 est par exemple creux pour laisser entrer le capteur 5. Un joint tournant hydraulique 22 isole la broche 2 du reste du support d’outil 11. L’ouverture 31 (figure 5) permet au champ de capture C du capteur 5 d’atteindre la surface du panneau 7. De manière avantageuse, la tête 52 du capteur 5 affleure la face 32 du porte-outil 3 pour disposer d’un meilleur étalonnage du capteur 5 par rapport à la position de l’outil d’usinage 4.The support rod 53 makes it possible to connect the sensor 5 to its electronics 54 by passing connection cables (not shown) and to the signal processing unit 103. In this configuration, the toolholder 3 is, for example, hollow. to allow the sensor to enter 5. A hydraulic rotary joint 22 isolates the pin 2 from the rest of the tool support 11. The opening 31 (FIG. 5) allows the capture field C of the sensor 5 to reach the surface of the panel 7 Advantageously, the head 52 of the sensor 5 is flush with the face 32 of the tool holder 3 to have a better calibration of the sensor 5 with respect to the position of the machining tool 4.
En fonctionnement, la broche 2 et le porte-outil 3 sont en rotation autour de leur axe central confondu avec l’axe A. La broche 2 et le porte-outil 3 sont concentriques avec la tige support 53 et le capteur 5.In operation, the spindle 2 and the tool holder 3 are rotated about their central axis coinciding with the axis A. The spindle 2 and the toolholder 3 are concentric with the support rod 53 and the sensor 5.
Pour permettre d’acheminer le fluide F de coupe et/ou couplant, on utilise l’espace disponible entre le capteur 5 et le porte-outil 3. L’espace entre la tige support 53 et l’intérieur de la broche 2 forme le conduit 6 qui permet de faire passer le fluide de coupe vers le porte-outil 3. L’espace entre le capteur 5 et le porte-outil 3 forme le canal 61 d’irrigation. Lorsque que le fluide F de coupe est injecté dans la broche 2 et le porte-outil 3, le capteur et la tige support sont noyés dans le fluide F de coupe.In order to allow the cutting and / or coupling fluid F to be conveyed, the space available between the sensor 5 and the toolholder 3 is used. The space between the support rod 53 and the inside of the spindle 2 forms the conduit 6 which allows to pass the cutting fluid to the tool holder 3. The space between the sensor 5 and the tool holder 3 forms the irrigation channel 61. When the cutting fluid F is injected into the spindle 2 and the tool holder 3, the sensor and the support rod are embedded in the cutting fluid F.
Le porte-outil 3 est connecté, préférentiellement de manière étanche, à la broche 2 afin d’obtenir une pression suffisante pour une irrigation en continu de l’ouverture 31 de la face 32. Le fluide F de coupe s’écoule sous pression par l’ouverture 31 de la face 32 du porte-outil 3.The tool holder 3 is connected, preferably in a sealed manner, to the pin 2 in order to obtain a sufficient pressure for continuous irrigation of the opening 31 of the face 32. The cutting fluid F flows under pressure through the opening 31 of the face 32 of the tool holder 3.
Selon des modes de réalisation particuliers, le dispositif d’usinage intègre toutes sortes de capteurs mesurant tous types de paramètres qui peuvent s’avérer utiles dans le suivi d’un processus d’usinage. On peut citer des capteurs électroacoustiques, à ultrasons, électromagnétiques ou magnétiques, à infrarouges, accéléromètres, piézoélectriques, de télémétrie laser... Ces capteurs 5 sont par exemple des capteurs à contact, ou sont préférentiellement des capteurs de proximité sans contact avec la surface à analyser.According to particular embodiments, the machining device incorporates all kinds of sensors measuring all types of parameters that may be useful in monitoring a machining process. There may be mentioned electroacoustic, ultrasonic, electromagnetic or magnetic sensors, infrared sensors, accelerometers, piezoelectric sensors, laser telemetry sensors, etc. These sensors 5 are, for example, contact sensors, or are preferably proximity sensors without contact with the surface. to analyze.
Les mesures effectuées sont par exemple des mesures de température, de distance Di, de vibrations, d’efforts... Lorsque le capteur 5 est un capteur d’épaisseur Ep, le dispositif d’usinage 1 est particulièrement adapté pour réaliser un usinage par enlèvement de matière dans le panneau 7. Des panneaux 7 ainsi usinés sont notamment utilisés pour réaliser les carlingues ou fuselages d’avions. L’outil d’usinage 4 comprend par exemple des plaquettes de coupe. L’outil d’usinage 4 est un outil de coupe, de meulage, de perçage, de fraisage, ou de surfaçage...The measurements made are, for example, measurements of temperature, distance Di, vibrations, forces, etc. When the sensor 5 is a thickness sensor Ep, the machining device 1 is particularly suitable for performing a machining operation. removal of material in the panel 7. The panels 7 and machined are used in particular to make the cabins or fuselages aircraft. The machining tool 4 comprises for example cutting inserts. The machining tool 4 is a tool for cutting, grinding, drilling, milling, or surfacing ...
Le fluide F de coupe est un fluide sous pression, par exemple de l’eau, de l’huile ou, encore, de l’air comprimé. Le fluide F de coupe agit par exemple comme fluide couplant pour un capteur 5 à ultrasons, tout en assurant le refroidissement du panneau 7, l’évacuation des copeaux, la maximisation de la durée de vie de l’outil d’usinage 4.The cutting fluid F is a pressurized fluid, for example water, oil or even compressed air. The cutting fluid F acts, for example, as a coupling fluid for an ultrasonic sensor 5, while cooling the panel 7, evacuating the chips, maximizing the service life of the machining tool 4.
Dans une forme préférée de mise en œuvre, l’outil d’usinage 4 est adapté pour réaliser un usinage par enlèvement de matière. Le panneau 7 à usiner est placé sur un support 71 (figure 1) de maintien associé à la machine d’usinage 100. Le support 71 peut recevoir des panneaux 7 plats ou incurvés. L’opérateur programme l’unité de commande 101 de la machine 100 pour effectuer les opérations d’usinage, par exemple, de poches d’allégement dans le panneau 7. Les poches d’allégement ne traversent pas le panneau 7 et doivent respecter une épaisseur fixe. L’unité de commande 101 de la machine 100 positionne l’outil d’usinage 4 au niveau du panneau 7. Suivant le capteur 5 utilisé, du fluide de coupe peut être envoyé. Le capteur 5 d’épaisseur intégré au porte-outil 3 relève l’épaisseur Ep du panneau 7 sous le porte-outil 3, qu’il communique à l’unité de traitement de signal 103. Cette information est traitée par l’unité de commande 101 qui adapte au besoin le plan d’usinage. Le positionnement de l’outil d’usinage 4 peut être modifié par rapport à la surface du panneau 7 grâce aux moyens de déplacement 102. La course de l’outil d’usinage 4 peut être réduite ou augmentée en fonction de l’épaisseur Ep relevée pour obtenir au final une épaisseur désirée.In a preferred form of implementation, the machining tool 4 is adapted to perform machining by removal of material. The panel 7 to be machined is placed on a support 71 (FIG. 1) for holding associated with the machining machine 100. The support 71 can receive panels 7 flat or curved. The operator programs the control unit 101 of the machine 100 to perform the machining operations, for example, lightening pockets in the panel 7. The lightening pockets do not pass through the panel 7 and must respect a fixed thickness. The control unit 101 of the machine 100 positions the machining tool 4 at the panel 7. Depending on the sensor 5 used, cutting fluid can be sent. The thickness sensor integrated in the tool holder 3 raises the thickness Ep of the panel 7 under the tool holder 3, which it communicates with the signal processing unit 103. This information is processed by the unit of control 101 which adapts the machining plane if necessary. The positioning of the machining tool 4 can be modified relative to the surface of the panel 7 by means of displacement 102. The stroke of the machining tool 4 can be reduced or increased depending on the thickness Ep raised to finally get a desired thickness.
Pendant la phase d’usinage, le capteur 5 d’épaisseur relève, en continu ou selon une alternance définie, l’épaisseur du panneau 7 sous le porte-outil 3 pendant le travail de l’outil d’usinage 4. Ce relevé d’épaisseur permet à l’unité de commande 101 d’ajuster la précision de la position de l’outil d’usinage 4 par rapport à l’épaisseur attendue des poches d’allègement du panneau 7.During the machining phase, the thickness sensor 5 raises, in continuous or in a definite alternation, the thickness of the panel 7 under the tool holder 3 during the working of the machining tool 4. thickness allows the control unit 101 to adjust the accuracy of the position of the machining tool 4 with respect to the expected thickness of the lightening pockets of the panel 7.
Claims (10)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| FR1652180A FR3048909B1 (en) | 2016-03-15 | 2016-03-15 | ROTARY CUTTING TOOL WITH INTEGRATED THICKNESS SENSOR |
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| FR1652180A FR3048909B1 (en) | 2016-03-15 | 2016-03-15 | ROTARY CUTTING TOOL WITH INTEGRATED THICKNESS SENSOR |
| FR1652180 | 2016-03-15 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| FR3048909A1 true FR3048909A1 (en) | 2017-09-22 |
| FR3048909B1 FR3048909B1 (en) | 2018-08-31 |
Family
ID=55808737
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| FR1652180A Active FR3048909B1 (en) | 2016-03-15 | 2016-03-15 | ROTARY CUTTING TOOL WITH INTEGRATED THICKNESS SENSOR |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| FR (1) | FR3048909B1 (en) |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3483795A (en) * | 1967-06-09 | 1969-12-16 | North American Rockwell | Closed loop feedback for machining |
| US4026143A (en) * | 1976-02-23 | 1977-05-31 | General Dynamics Corporation | Ultrasonic sensor assembly |
| EP0804983A1 (en) * | 1996-05-04 | 1997-11-05 | Joh. & Ernst Link GmbH & Co. KG | Tool with sensor |
| DE102011115918A1 (en) * | 2010-10-14 | 2012-04-19 | Handtmann A-Punkt Automation Gmbh | Ultrasonic Sensor |
-
2016
- 2016-03-15 FR FR1652180A patent/FR3048909B1/en active Active
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3483795A (en) * | 1967-06-09 | 1969-12-16 | North American Rockwell | Closed loop feedback for machining |
| US4026143A (en) * | 1976-02-23 | 1977-05-31 | General Dynamics Corporation | Ultrasonic sensor assembly |
| EP0804983A1 (en) * | 1996-05-04 | 1997-11-05 | Joh. & Ernst Link GmbH & Co. KG | Tool with sensor |
| DE102011115918A1 (en) * | 2010-10-14 | 2012-04-19 | Handtmann A-Punkt Automation Gmbh | Ultrasonic Sensor |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| FR3048909B1 (en) | 2018-08-31 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| EP2429747B1 (en) | Axially vibrating boring head | |
| EP2798304B1 (en) | Device for measuring an internal or external profile of a tubular component | |
| EP3389913B1 (en) | Friction stir welding head having coupling members and at least one resilient element | |
| FR2897009A1 (en) | METHOD FOR POSITIONING A TOOL ASSEMBLY AT THE END OF AN ARTICULATED ARM AND DEVICE FOR IMPLEMENTING IT | |
| WO2008080805A1 (en) | Method and device for quality control of a weld bead | |
| FR2978932A1 (en) | Processing machine i.e. drilling machine for drilling holes in workpiece, has control unit connected to thermocouple, so as to modify machining parameters based on data received from thermocouple during machining operation of workpiece | |
| EP3338944B1 (en) | Machine-tool having a cantilevered tool mounting configuration | |
| JP2020093383A (en) | Method for measuring condition of tool device and machining tool | |
| WO2006077340A1 (en) | Method for detecting a change of material on machining | |
| FR3048909A1 (en) | ROTARY CUTTING TOOL WITH INTEGRATED THICKNESS SENSOR | |
| EP1945405B1 (en) | Method and device for adjusting the fitting depth of a tool in a tool-holder | |
| FR2970199A1 (en) | Device for measuring thickness of part to be machined on e.g. vertical lathe, has nozzle arranged immediate proximity to part to be machined and delivering coupling fluid, so as to assure coupling between ultrasound transducer and part | |
| EP2767357A1 (en) | Method for machining a through hole in a part and machining device used for implementing said method | |
| EP2151725A1 (en) | Method and device for accurately detecting contact between a rotating tool and a part machined by the tool | |
| FR2925376A1 (en) | Tool i.e. X-ray diffractometer, positioning apparatus for analyzing residual constraints, has processing unit transmitting tool positioning command to adjusting unit according to pattern formed by light tracks received from capturing unit | |
| FR2954227A1 (en) | COMPLETE SYSTEMS AND METHODS FOR MONITORING TIRE PRESSURE AND DETECTING WHEEL SPEED | |
| WO2017182049A1 (en) | Accessory for centring tools on a machining appliance, centring method and centring assistance device comprising such an accessory | |
| FR2922130A1 (en) | Tool support i.e. plate carrier, for tool carrier in e.g. sugar-beet topper, has transmission unit transmitting signals measured from sensor and carried by support, where transmitting unit transmits and receives signals with radio station | |
| FR2885545A1 (en) | CALIBRATION TOOL AND GRINDING MACHINE COMPRISING SUCH A TOOL | |
| FR2882283A1 (en) | Vehicle axle rotating section manufacturing procedure includes machining hub face to receive brake disc with hub and bearing assembled | |
| CA2904024A1 (en) | Device for cutting an ophthalmic lens | |
| EP1963066B1 (en) | Method for calibrating an optical glass drilling machine | |
| WO2024074798A2 (en) | System for working a workpiece comprising a machine tool and corresponding working method | |
| EP3086902B1 (en) | Rotary tool for removing material of a plastic part | |
| CH719819A2 (en) | Machining assembly for watchmaking components and machining method implemented by said machining assembly. |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PLFP | Fee payment |
Year of fee payment: 2 |
|
| PLSC | Publication of the preliminary search report |
Effective date: 20170922 |
|
| PLFP | Fee payment |
Year of fee payment: 3 |
|
| PLFP | Fee payment |
Year of fee payment: 5 |
|
| PLFP | Fee payment |
Year of fee payment: 6 |
|
| PLFP | Fee payment |
Year of fee payment: 7 |
|
| PLFP | Fee payment |
Year of fee payment: 8 |
|
| PLFP | Fee payment |
Year of fee payment: 9 |